Актуальные вопросы обеспечения информационной безопасности в контексте многосферных операций

Введение

Многосферное взаимодействие (взаимодействие возможностей нескольких оперативных доменов: наземного, морского, воздушного, космического и киберпространства; подробное рабочее определение приведено далее) опирается на обмен сведениями между системами с различными техническими характеристиками и правилами доступа. Информация связывает наблюдение, оценку обстановки, принятие решений и контроль исполнения. Нарушение общего цифрового сервиса способно одновременно затронуть несколько участников. Поэтому защищённость отдельных сетей необходимо рассматривать вместе с сохранением критических информационных функций (функции получения, обработки и передачи информации, нарушение которых существенно препятствует выполнению задач системы управления).

В ADP 3-0 (ADP (Army Doctrine Publication) – доктринальная публикация Армии США; США – Соединённые Штаты Америки) многосферные операции определяются через общевойсковое применение возможностей Армии США и межвидовых сил для создания и использования относительных преимуществ [1]. AJP-3 (AJP (Allied Joint Publication) – союзная межвидовая доктринальная публикация НАТО; NATO (North Atlantic Treaty Organization) – Организация Североатлантического договора) редакции D рассматривает пять оперативных доменов и информационную среду (совокупность информации, людей, организаций и систем, получающих, обрабатывающих и передающих её, а также когнитивного, виртуального и физического пространства, в котором происходят эти процессы), пронизывающую другие среды [2]. Эти положения обосновывают внимание к межсферным зависимостям, однако не означают полного тождества национальных концепций.

Цель исследования состоит в обосновании подхода, связывающего меры защиты с достоверностью данных и качеством информационного взаимодействия при частичном нарушении инфраструктуры. Применены сравнительный анализ первичных открытых источников, системный анализ зависимостей и сценарное моделирование. Доктринальные документы задают контекст, технические руководства используются как методическая основа. Исследование не включает статистическую оценку реальных операций; параметры расчётного примера являются условными.

Особенности информационной безопасности многосферных операций

В настоящей статье многосферное взаимодействие понимается как согласованное использование возможностей нескольких оперативных доменов, результат которого зависит от обмена данными и взаимного обеспечения участников. Домен обозначает категорию военной деятельности, а среда – условия её осуществления. Информационные процессы охватывают техническую передачу сведений, их интерпретацию и использование человеком. Поэтому информационную среду некорректно автоматически считать шестым изолированным доменом.

Для целей исследования информационная безопасность включает обеспечение конфиденциальности, целостности и доступности (конфиденциальность – защита от несанкционированного доступа или раскрытия; целостность – защита от несанкционированного либо случайного изменения и уничтожения; доступность – возможность своевременного использования информации уполномоченными участниками) информации, а также подтверждаемого происхождения, актуальности и согласованности критических сведений. Кибербезопасность рассматривается применительно к цифровым системам и взаимодействиям. Такое рабочее разграничение позволяет учитывать ошибки интерпретации и использования информации вместе с техническими нарушениями, сохраняя различие между ними.

Целостность сообщения необходимо отличать от истинности его содержания. Электронная подпись позволяет проверять связь сообщения с ключом и обнаруживать изменения в пределах возможностей применённой схемы, но не подтверждает правильность исходного измерения или вывода. Аналогично, доступный сервис может возвращать устаревшие сведения. Следовательно, оценивать требуется ресурс, формируемый информационный продукт и функцию, которую этот продукт поддерживает.

Актуальные угрозы и межсферные зависимости

Интеграция повышает значение общих сервисов идентификации, распределения ключей (передача криптографических ключей уполномоченным участникам с защитой от раскрытия, подмены и неправомерного использования), синхронизации времени (согласование часов взаимодействующих систем для сопоставления событий, проверки актуальности сообщений и последовательности операций) и обмена сообщениями. Их централизация упрощает сопровождение, однако создаёт общие зависимости. Последствия нарушения определяются обязательностью сервиса для критической функции и наличием проверенного режима автономной работы. Простой подсчёт защищаемых устройств не отражает таких связей.

Необходимо различать каскадное распространение и отказ по общей причине. При каскаде нарушение одного компонента последовательно затрагивает зависимые функции. Общая причина, например потеря электроснабжения или единого провайдера, одновременно воздействует на несколько компонентов. Несколько резервных экземпляров могут сохранять одинаковую программную, административную или энергетическую зависимость. Поэтому независимость резервов требует отдельной проверки.

Существенен риск нарушения достоверности данных. Ошибочные сведения могут появляться вследствие технического сбоя, некорректного объединения записей, компрометации источника (утрата контроля над источником либо оснований доверять ему вследствие несанкционированного доступа, изменения или использования) или преднамеренной манипуляции. Единый интерфейс способен скрыть различия точности и задержки сообщений. Для критических информационных продуктов следует сохранять происхождение, время получения, отметки проверки и существенные преобразования, а также обозначать неопределённость результата.

Независимость подтверждений также нуждается в анализе. Сообщения из разных интерфейсов могут происходить от одного источника. Их повторное поступление повышает видимую убедительность без появления новых оснований. Поэтому модель зависимостей должна учитывать происхождение информационных продуктов. Объём предоставляемых метаданных (сведения о данных: их источник, время создания, формат, выполненные преобразования и условия использования) необходимо согласовывать с ограничениями доступа, пропускной способностью и вниманием пользователя.

Применение искусственного интеллекта добавляет объекты защиты на уровне данных, моделей и среды эксплуатации. Таксономия NIST AI 100-2 E2025 (NIST (National Institute of Standards and Technology) – Национальный институт стандартов и технологий США; AI (Artificial Intelligence) – искусственный интеллект, здесь название серии публикаций; E2025 – издание 2025 года) рассматривает угрозы на разных стадиях жизненного цикла, включая отравление данных (преднамеренное внесение искажённых материалов в обучающие данные, направленное на изменение поведения модели после обучения), уклонение (в машинном обучении – целенаправленное изменение входных данных, вызывающее ошибочный результат обученной модели без непосредственного изменения её параметров) и нарушения конфиденциальности [10]. Из этого следует необходимость фиксировать версии моделей, контролировать исходные материалы и проверять результаты аналитики. Уверенный ответ алгоритма сам по себе не подтверждает достоверность сведений.

Для существенно значимых решений необходима содержательная проверка уполномоченным специалистом, располагающим первичными сведениями и временем для оценки. Генеративный инструмент (программное средство на основе искусственного интеллекта, создающее текст, изображения или иные материалы по запросу пользователя) должен действовать с ограниченными полномочиями: инструкции из внешнего документа не могут автоматически изменять правила доступа или разрешать действие. Это предлагаемое архитектурное требование подлежит проверке в контролируемых сценариях.

Риски цепочек поставок (связанные процессы и участники разработки, производства, поставки, внедрения и сопровождения используемых аппаратных и программных компонентов) охватывают разработку, закупку, обновление и сопровождение компонентов. NIST SP 800-161 Rev. 1 Update 1 (SP (Special Publication) – специальная публикация NIST; Rev. (Revision) – редакция; Update – обновление; Vol. (Volume) – том; следующие за ними числа обозначают номера) связывает ограниченную прозрачность поставок с рисками вредоносной функциональности, контрафакта и уязвимостей [9]. Перечень компонентов полезен для анализа, но не гарантирует безопасность. Особого внимания требуют доступ подрядчиков и возможность проверять изменения в течение жизненного цикла.

Для инфраструктуры, связанной с физическими процессами, защитные действия необходимо согласовывать с безопасным состоянием объекта. NIST SP 800-82 Rev. 3 подчёркивает требования надёжности, производительности и безопасности операционных технологий (OT (Operational Technology) – программируемые системы и устройства, наблюдающие физические процессы или управляющие ими, например промышленным оборудованием) [11]. Изоляция компонента может ограничить цифровое нарушение и одновременно ухудшить функционирование связанной системы. Следовательно, условия отключения и ограниченного режима должны исследоваться заранее.

Принципы обеспечения защищённого взаимодействия

Защиту целесообразно организовывать через критические функции. Для каждой функции устанавливаются потребитель результата, необходимые данные, допустимые задержки, условия достоверности и обеспечивающие ресурсы. После этого выбираются меры защиты и показатели проверки. Такой порядок связывает затраты с возможными последствиями нарушения. CSF 2.0 (CSF (Cybersecurity Framework) – разработанная NIST рамочная модель управления рисками кибербезопасности; 2.0 – номер версии), объединяющая функции управления, идентификации, защиты, обнаружения, реагирования и восстановления, может использоваться как рамка такого анализа [6].

Архитектура нулевого доверия (Zero Trust – подход, при котором доступ к ресурсу требует проверки субъекта, устройства и условий обращения, независимо от их сетевого расположения) исключает предоставление неявного доверия только на основании сетевого расположения субъекта или принадлежности устройства организации [7]. При межсферном обмене разрешения следует связывать с конкретными ресурсами и условиями обращения. Однако перенос подхода в среду с ограниченной связностью (условия, в которых обмен между узлами периодически прерывается, задерживается или ограничивается доступной пропускной способностью) требует определить, какие проверки доступны автономно и какие полномочия допустимо временно сохранять.

Бесконтрольное продление разрешений увеличивает риск неправомерного доступа, а прекращение всех обращений может блокировать критическую функцию. Поэтому необходимы заранее описанные ограниченные режимы с установленными сроками, объёмом данных и полномочиями. После восстановления связи требуется сопоставление событий и проверка согласованности. Федерация идентификационных систем (согласованное взаимодействие независимых систем, при котором одна система принимает подтверждение личности пользователя, выданное другой системой) также требует согласования регистрации пользователей и отзыва разрешений.

Киберустойчивость (Cyber resilience – способность сохранять существенные функции при неблагоприятных кибервоздействиях, восстанавливать их и адаптироваться к изменившимся условиям) включает способность предвидеть неблагоприятные условия, выдерживать их, восстанавливаться и адаптироваться [8]. В рассматриваемой задаче это означает сохранение допустимого качества критической функции во время нарушения. Возможны сокращение объёма обмена и временное ограничение отдельных сервисов. Допустимость режима устанавливается с учётом конфиденциальности, полномочий участников и последствий для связанных процессов.

Восстановление должно включать проверку доверенного состояния (состояние системы, для которого проверены допустимость конфигурации, подлинность компонентов и соблюдение установленных требований безопасности). Возобновление работы без выяснения причин нарушения способно вернуть уязвимую конфигурацию или распространить сомнительные данные. Необходимы проверка происхождения резервных копий, актуальности разрешений и согласованности записей. Физическое размещение резервов на разных площадках недостаточно, если сохраняется общий центр управления или обновлений.

Модель оценки устойчивости критической функции

Предлагается объединить граф зависимостей, измерение качества функции во времени и обязательные ограничения безопасности. Система представляется направленным графом G = (V, E) (математическая модель из вершин и ориентированных связей; направление связи показывает, какой элемент обеспечивает работу другого), где V включает ресурсы, информационные продукты и функции, а E – зависимости. Связь направлена от обеспечивающего элемента к зависимому. Для узлов фиксируются владелец и режимы работы, для связей – тип зависимости, допустимое нарушение и условия замещения.

Граф должен различать передачу данных, подтверждение полномочий, энергоснабжение, синхронизацию времени и организационное разрешение. Обязательная связь означает невозможность допустимого выполнения функции без соответствующего обеспечения. Альтернативная связь допускает замещение при заданных условиях. Граф помогает выбирать сценарии, но сам по себе не определяет вероятность атаки и не доказывает наличие уязвимости.

Для каждого сценария задаётся функция качества q(t) в диапазоне от 0 до 1. Единица соответствует целевому уровню, ноль – отсутствию полезного результата. Например, показателем может служить доля необходимых информационных продуктов, поступивших вовремя и прошедших установленные проверки. Состав продуктов, нагрузка, интервалы наблюдения и критерии правильности определяются до испытания. Если продукты за интервал не предусмотрены, применяется заранее установленное правило исключения либо укрупнения интервала.

В испытании правильность можно сравнивать с эталонными событиями. В эксплуатации часто доступна лишь оценка по косвенным признакам; её необходимо обозначать как оценку. Это ограничение особенно существенно при анализе достоверности: успешная техническая проверка не всегда позволяет установить соответствие сообщения действительности.

Нормированная оценка сохранения функции K равна площади под кривой q(t), делённой на горизонт наблюдения H. Для кусочно постоянных значений используется формула K = Σ(q_i × Δt_i) / H, где i – номер интервала, Δt_i – его длительность, а сумма длительностей равна H. Сравниваемые варианты должны иметь одинаковые горизонт, нагрузку и критерии качества. Дополнительно фиксируются время обнаружения, длительность нахождения ниже допустимого уровня и время восстановления.

Рассмотрим условный пример с горизонтом 60 минут. В варианте А качество равно 0,40 в первые 20 минут и 0,70 в следующие 40 минут. Получаем KА = (0,40 × 20 + 0,70 × 40) / 60 = 0,60. В варианте Б качество равно 0,60 в первые 10 минут, 0,85 в следующие 20 минут и 1,00 в последние 30 минут. Тогда KБ = (0,60 × 10 + 0,85 × 20 + 1,00 × 30) / 60 = 53 / 60 ≈ 0,883.

При условном минимально приемлемом качестве 0,80 вариант А находится ниже порога все 60 минут, вариант Б – 10 минут. Разность K составляет около 0,283, или 28,3 процентного пункта на выбранной шкале. Результат характеризует заданные траектории; он не доказывает эффективность какой-либо технологии. Все параметры условны, а обязательные ограничения безопасности предполагаются соблюдёнными.

Средний K может скрывать кратковременный недопустимый провал. Поэтому оценка должна включать траекторию качества и отдельную проверку ограничений. Неправомерное раскрытие информации или превышение полномочий не компенсируются высокой доступностью. Режим с таким нарушением исключается независимо от среднего качества. Это препятствует подмене безопасности одним интегральным показателем (сводная количественная характеристика, объединяющая несколько значений; в данной модели K усредняет качество функции на выбранном интервале времени).

Проверка модели требует контролируемой среды с известной архитектурой, эталонными событиями и сопоставимой нагрузкой. Сценарии должны охватывать потерю общего сервиса, нарушение достоверности источника и отказ резервирования по общей причине. При повторных испытаниях учитываются разброс результатов и влияние измерительной инфраструктуры. Практическая значимость модели устанавливается через независимые проверки и анализ чувствительности (проверка того, насколько выводы модели меняются при варьировании исходных параметров, допущений, порогов и весов) к выбору порогов.

Организационные условия и ограничения исследования

Российская рамка обеспечения информационной безопасности представлена, в частности, Доктриной, утверждённой Указом Президента Российской Федерации № 646, Федеральным законом № 187-ФЗ о безопасности КИИ (КИИ – критическая информационная инфраструктура; ИБ – информационная безопасность; ФЗ в номере нормативного акта означает «федеральный закон») и Указом № 250 о дополнительных мерах обеспечения ИБ [3, 4, 5]. В статье рассматривается их общая предметная направленность. Конкретные обязанности определяются статусом организации и действующими требованиями; межсферное взаимодействие не означает автоматического отнесения каждого элемента к объектам КИИ.

Необходимо согласовать ответственность владельца данных, владельца сервиса и потребителя информационного продукта. Первый определяет условия формирования и ограничения сведений, второй обеспечивает согласованные параметры функционирования, третий оценивает пригодность результата для решения в пределах своих полномочий. Решение об остаточном риске (риск, сохраняющийся после применения предусмотренных защитных мер и подлежащий оценке уполномоченным лицом) принимает уполномоченное лицо с учётом последствий для всей критической функции.

Учения должны объединять специалистов защиты, администраторов и пользователей информации. Опубликованный CISA (CISA (Cybersecurity and Infrastructure Security Agency) – Агентство по кибербезопасности и безопасности инфраструктуры США) случай трёхмесячной санкционированной проверки организации критической инфраструктуры показал недостаточную наблюдаемость (возможность выявлять значимые события и оценивать состояние системы по журналам, измерениям и другим доступным свидетельствам) действий проверяющей команды, тогда как многофакторная аутентификация (подтверждение личности с помощью факторов разных типов, например знания пароля и владения зарегистрированным устройством; два пароля не образуют разные типы факторов) ограничила доступ к одной чувствительной системе [12]. Это единичный кейс, подтверждающий ценность практической проверки, но не позволяющий оценивать частоту аналогичных проблем в других организациях.

Предложенный подход ограничен полнотой графа зависимостей и возможностью измерения качества. Внешние связи могут быть недоступны для наблюдения, а выбор порогов и весов продуктов влияет на сравнение. При недостатке данных следует указывать диапазоны оценок и неопределённость. Модель не описывает полностью психологические и общественные последствия информационных воздействий, их изучение требует самостоятельных методов и данных.

Заключение

Информационная безопасность многосферных операций требует анализа связей между ресурсами, информационными продуктами и критическими функциями. Приоритетное значение имеют достоверность и актуальность сведений, независимость резервов, ограниченные режимы доступа при потере связи, безопасность аналитических моделей и управление поставками. Технические меры должны сопровождаться согласованной ответственностью и проверкой последствий для связанных процессов.

Предлагаемая модель объединяет граф зависимостей, траекторию качества функции и обязательные ограничения безопасности. Расчётный пример показывает, что среднее сохранение качества и время ниже допустимого уровня характеризуют разные стороны устойчивости. Такой подход позволяет формулировать требования к испытаниям и сопоставлять защитные варианты. Подтверждение его практической результативности требует экспериментальной проверки на системах с различной архитектурой и степенью автономности.